JPH1071872A

JPH1071872A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JPH1071872A
Application number: JP9028001A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Makoto Yasui; 誠安井; Shiro Goto; 司郎後藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JP3722940B2

Abstract

(57)【要約】【課題】４輪駆動車の振動防止と２輪走行切換時の燃
費向上が図れる回転伝達装置を提供する。【解決手段】トランスミッションからの出力を内部の
入力軸２１を介して直接後輪推進軸へ伝達し、サイレン
トチェン２０を介して前輪駆動軸へ動力を分岐し得るＦ
Ｒベースの４ＷＤ車用トランスファ３の内部に、入力軸
２１とチェンスプロケット１８の回転伝達と遮断を行う
ツーウェイクラッチ３２と、該クラッチ３２のロックと
フリーを制御する電磁コイル３７を有する回転伝達機構
１２を組込み、２ＷＤと４ＷＤの切換えが行えるように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の駆動経路
上において、駆動力の伝達と遮断の切換えに用いられる
回転伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前後輪を直結した４輪駆動車（４ＷＤ）
が舗装のタイトコーナを旋回すると、いわゆるタイトコ
ーナブレーキング現象が発生するが、この問題を解決す
る手段として、本出願人は、ローラクラッチと電磁コイ
ルを使用した回転伝達装置を提案している。

【０００３】図２７は、上記回転伝達装置の車両装着例
を示し、エンジン１及びトランスミッション２に連なる
トランスファ３によって、前輪４側のフロントプロペラ
シャフト５とリヤプロペラシャフト６が分岐されたＦＲ
ベースの４輪駆動車において、フロントプロペラ５上に
回転伝達装置７が装着され、該回転伝達装置７によって
２駆走行と４駆走行の切換えが行われるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転伝達装
置をフロントプロペラシャフト５に装着した状態では、
フロントプロペラシャフトが回転伝達装置の軸方向長さ
分だけ短くなるため、回転伝達装置とフロントプロペラ
シャフト５間のジョイント角度は大きくなり、走行時に
大きな振動の原因になったり、プロペラシャフト５のい
わゆるアンバランスの修正が困難である。

【０００５】また、従来の装着位置であると、例えば、
この４ＷＤ車が２駆走行モードを切替選択できるとし、
前輪各端にハブクラッチ等の切り離し機構を有したとし
ても、２駆走行時にフロントプロペラシャフト５を停止
させることができない。仮に従来の回転伝達装置７のク
ラッチ係合をオフにしても、ドライブシャフト８とフロ
ントデフ９が停止するだけであり、トランスファ３内に
別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離し機構が無い限り
はフロントプロペラシャフト５は２駆走行時も回転して
しまい、燃費悪化、振動を引き起こす。また、トランス
ファ３内に別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離し機構
を設けることは、せっかく、回転伝達装置７が駆動切り
離し機構を有していることからすれば、合理的でなく、
コストアップにつながる。

【０００６】そこで、この発明の課題は、電磁クラッチ
を用いて電気的にツーウェイクラッチのロック、フリー
制御を行う回転伝達機構をトランスファ内部に組込むこ
とによって、車両の振動防止と２駆走行切換時の燃費向
上が図れる回転伝達装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、トランスミッションから
の出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達
し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの
４ＷＤ車用トランスファの内部に、入力軸と前輪推進軸
の回転伝達と遮断を行うツーウェイクラッチと、ツーウ
ェイクラッチのロックとフリーを制御する電磁コイルと
を有し、２ＷＤと４ＷＤの切換えを行う回転伝達機構を
組込んだ構成を採用したものである。

【０００８】請求項２の発明は、回転伝達機構が、トラ
ンスファ内部の入力軸に内方部材を同軸上に回転不能に
連結し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンス
プロケットに外輪を同軸上に回転不能に連結し、内方部
材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて
両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を
設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組
込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位
置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面
を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイ
クラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩
擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスラ
イド可能で相対回転不可能に嵌合したアマチュアを適当
な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチ
ュアを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて
形成されている構成を採用したものである。

【０００９】請求項３の発明は、回転伝達機構が、トラ
ンスファ内部の入力軸に外輪を同軸上に回転不能に連結
し、入力軸に同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロ
ケットに内方部材を同軸上に回転不能に連結し、内方部
材と外輪の一方に複数のカム面と他方に円筒面を設けて
両面間に楔形空間を形成し、この楔形空間内に保持器を
設け、該保持器に形成した複数のポケットに係合子を組
込み、この係合子がカム面と円筒面に係合しない中立位
置へ保持器を支持付勢する弾性部材を、保持器とカム面
を有する内方部材または外輪の間で係止してツーウェイ
クラッチを形成し、外輪または内方部材に固定された摩
擦フランジと、保持器の端部に該保持器と軸方向にスラ
イド可能で相対回不可能に嵌合したアマチュアを適当な
隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュ
アを磁力により圧接させるための電磁コイルを設けて形
成されている構成を採用したものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
の、前記回転伝達機構において、車両がエンジンブレー
キによって減速するとき、後輪回転数と前輪回転数を各
々微分演算し、その微分値の差の大きさに応じて電磁コ
イルの電流を制御する構成を採用したものである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至３の発明
において、前記回転伝達機構のツーウェイクラッチに並
列に、内方部材または入力軸と外輪との間に、両着にそ
れぞれ回転不能に嵌合された摩擦板を交互に重ね合わ
せ、適当な摩擦トルクを加える湿式多板クラッチを設け
た構成を採用したものである。

【００１２】請求項６の発明は、請求項５の発明の湿式
多板クラッチにおいて、摩擦板を内方部材または入力軸
にワンウェイクラッチを介して嵌合させ、このワンウェ
イクラッチを、内方部材または入力軸が外輪に対して、
車両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき空転
するように形成した構成を採用したものである。

【００１３】請求項７の発明は、請求項５記載の回転伝
達機構を組込んだトランスファにおいて、２ＷＤ走行を
選択した場合に、前輪の駆動系を完全に切り離すため
に、前輪推進軸に連結されたアウトプットシャフトとア
ウトプットシャフトに同軸上に回転可能に嵌合されたチ
ェーンの出力側スプロケットとの間にドッグクラッチを
設けた構成を採用したものである。

【００１４】請求項８の発明は、請求項５記載の回転伝
達機構を組み込んだトランスファにおいて、２ＷＤ走行
を選択した場合に、前輪の駆動系を切り離すために、外
輪とチェーン入力側スプロケットとの間にドッグクラッ
チを設けた構成を採用したものである。

【００１５】請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れ
かに記載の回転伝達機構を組み込んだトランスファにお
いて、入力軸と、入力軸に同軸上で相対回転可能なチェ
ーン入力側スプロケットとの間の連結を断続可能にする
スライドギヤを設けた構成を採用したものである。

【００１６】請求項１０の発明は、請求項１乃至３及び
５乃至９の何れかの前記回転伝達機構において、車両の
前後車輪または前後推進軸の回転数をセンサーで測定
し、それらの回転数差または回転数変化に応じて電磁コ
イルの電流を制御した構成を採用したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１８】図１乃至図１１に示す第１の実施形態にお
いて、図１はこの発明の回転伝達装置１１を組込んだ４
ＷＤ駆動レイアウトを示し、図２は回転伝達装置である
トランスファの断面図、図３は回転伝達機構の詳細を示
している。

【００１９】図１は、前輪４、４の各端部にハブクラッ
チ１０が装着されているＦＲベース４ＷＤ車のトランス
ファ３の内部に回転伝達機構１２が組込まれ、これによ
って、従来の典型的な４ＷＤの走行モード（２ＷＤ、４
ＷＤ−Ｈｉ、４ＷＤ−Ｌｏ）に加えて、４ＷＤ制御オー
トモードおよび４ＷＤロックモードが追加される。

【００２０】図１と図２に示すように、エンジン１に接
続されたトランスミッション２からの出力は、トランス
ファ３を介してリヤプロペラシャフト６に伝達され、か
つ、フロントプロペラシャフト５に動力を分岐し得るよ
うになっている。

【００２１】トランスファ３は、シャフト１３がトラン
スミッション２の出力軸とハイ・ローセレクトギヤ１４
を介して結合され、このハイ・ローセレクトギヤ１４は
既知の技術であり、プラネタリーギヤセット１５とセレ
クト用のスライドギヤ１６との組合せからなり、ハイギ
ヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを伝達
し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、トルク
は増大する。

【００２２】上記シャフト１３と、フロントプロペラシ
ャフト５に結合するフロントアウトプットシャフト１７
は、それぞれのシャフト１３、１７に装着したチェン用
スプロケット１８、１９をサイレントチェン２０で連動
し、動力を前輪４へ分岐するようになっており、上記シ
ャフト１３に対するスプロケット１８は、シャフト１３
に回転自在に嵌合され、回転伝達機構１２を介してシャ
フト１３と結合される。

【００２３】回転伝達機構１２は、シャフト１３のリヤ
プロペラシャフト６に通じる部分が入力軸２１となり、
図３に示すように、入力軸２１に内方部材となるカムリ
ング２２を同軸上にセレーションで回転不能に外嵌固定
し、入力軸２１に軸受２３を介して回転可能となるよう
外嵌挿したハウジング２４の筒状部がカムリング２２に
外嵌する外輪２５となり、該ハウジング２４はチェンス
プロケット１８とセレーション２６で一体に回転するよ
う結合されている。

【００２４】図３（Ｂ）の如く、上記カムリング２２の
外周に複数のカム面２７が設けられ、外輪２５の内径は
円筒面２８となり、各カム面２７と円筒面２８間に楔形
空間を形成していると共に、この楔形空間内にカムリン
グ２２へ外嵌する保持器２９を設け、この保持器２９の
各カム面２７と対応する位置に形成したポケット３０内
に係合子としてのローラ３１が組込まれ、ツーウェイク
ラッチ３２を形成している。

【００２５】上記ローラ３１は、図５の如く、カム面２
７に対して中央の中立位置に位置するとき円筒面２８と
の間に隙間Ｈを生じ、カムリング２２の回転を外輪２５
に伝えないオフの状態となり、図８（Ａ）、（Ｂ）の如
く、保持器２９でローラ３１を楔空間の一方に片寄らす
と、ローラ３１はカム面２７と円筒面２８間にかみ込
み、カムリング２２の回転を外輪２５に伝達するオンの
状態になる。

【００２６】上記保持器２９に一方の端部を係止したス
イッチバネ３３の他方端部がカムリング２２に係止さ
れ、図５の如く、ローラ３１がカム面２７と円筒面２８
に係合しない中立位置へ保持器２９を支持付勢してい
る。

【００２７】前記入力軸２１と外輪２５の間でツーウェ
イクラッチ３２を挾む一方側の位置に、ツーウェイクラ
ッチ３２をオン・オフ制御する電磁クラッチ３４と、他
方側の位置にワンウェイクラッチ３５を介して入力軸２
１の回転を外輪２５に伝達する湿式多板クラッチ３６が
設けられている。

【００２８】電磁クラッチ３４は、電磁コイル３７をト
ランスファケース３８にボルト３９等で回転不能に固定
し、該コイル３７の電極はトランスファケース３８を通
して外部コントローラ（以下ＥＣＵ）４０に接続され
る。このＥＣＵ４０は、図１のように、前輪４と後輪４
ａの回転数、モード選択スイッチ４１、ＡＢＳ作動４２
等から入力された各信号を演算および判断して、電磁コ
イル３７に流す電流を制御する。なお、図２の如く、前
輪４の回転数は、フロントスピードセンサ４３で、後輪
４ａの回転数はリヤスピードセンサ４４によって検出す
る。

【００２９】上記電磁コイル３７に対して回転可能とな
るよう外嵌するロータ４５は、外輪２５に固定されて一
体に回転するよう摩擦フランジとなり、このロータ４５
と保持器２９の端部の間に、該保持器２９と軸方向のス
ライド可能で相対回転不能に嵌合したアマチュア４６を
ロータ４５と適当な隙間を介して重なるように配置し、
電磁コイル３７に通電すると、ロータ４５とアマチュア
４６を磁力により圧接させ、外輪２５と保持器２９を回
転方向に固定化するようになっている。

【００３０】前記湿式多板クラッチ３６は、ワンウェイ
クラッチ３５と回転方向に一体で軸方向に可動となる複
数のインナープレート４７と、外輪２５と回転方向に一
体で軸方向に可動となる複数のアウタープレート４８を
順次交互に重ね合わせ、重なり方向の一方端部から押圧
バネ４９でこれらを圧接させた構造になっており、ワン
ウェイクラッチ３５は、入力軸２１が外輪２５に対し
て、車両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき
空転するようになっている。

【００３１】この発明の第１の実施形態は上記のような
構成であり、図４と図７、図９、図１０に示す動力伝達
経路図を主体に用いてその作用を説明する。

【００３２】図４（ａ）は２ＷＤ前進時の動力の伝達経
路を示し、トランスミッションからの動力は、Ｈｉレン
ジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過し、回転伝達機
構１２の入力軸２１に入力される。入力軸２１の回転方
向が車両の前進方向の場合は、ワンウェイクラッチ３５
は空転する方向に装着しており、湿式多板クラッチ３６
と入力軸２１は切り離されている。

【００３３】また、別途設けられたモード選択スイッチ
４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コイル
３７に電流は流れないようになっており、ツーウェイク
ラッチ３２は図５のようにニュートラル状態に保持され
るため、入力軸２１と外輪２５は切り離される。

【００３４】従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には
動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードで
は前記ハブクラッチ１０が切れているため、図６のよう
に車両走行中でもフロントプロペラシャフト５、フロン
トデフ９、ドライブシャフト８を停止させることができ
る。

【００３５】次に、図４（Ｂ）に２ＷＤ後退時の動力の
伝達経路を示す。入力軸２１の回転方向が車両後退方向
の場合は、ワンウェイクラッチ３５はロックし、入力軸
２１と外輪２５が湿式多板クラッチ３６のトルク（Ｔｍ
ｐ）で結合される。従って、フロントプロペラシャフト
５を走行中に連れ回すこととなる。ツーウェイクラッチ
３２は前進時と同様に図５の状態が保持される。ただ
し、ハブクラッチ１０は切れているので前輪４にはトル
クはつながらない。また、後退時に連れ回すことは燃費
や振動に対する影響は極めて少なく問題無い。

【００３６】次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモード
について、前進時を図７（Ａ）に、後退時を図７（Ｂ）
に示す。回転伝達機構１２は、別途設けられたモード選
択スイッチ４１のロックモードが選択されると、電磁コ
イル３７に電流が常時流れて、ツーウェイクラッチ３２
を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態に保持する。この図８
（Ａ）の状態は、保持器２９と外輪２５が電磁コイル３
７の吸引力により圧接されるため、入力軸２１と外輪２
５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方向に噛
み込むようになっている。したがって、トランスミッシ
ョン３から、Ｈｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４
を通過してきた動力は、回転伝達機構１２のツーウェイ
クラッチ３２によって、前輪側に配分され、機械的に直
結な４ＷＤとして走行できる。

【００３７】次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモード
について、前進時を図９（Ａ）に、後退時を図９（Ｂ）
に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏレンジのハイ・ローセレ
クトギヤ１４を通過する以外、回転伝達機構１２の作動
は同じである。

【００３８】次に、制御モードについて説明する。制御
モードではＨｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を
通過した動力が回転伝達機構１２の入力軸に入力され
る。

【００３９】まず、制御モードの前進加速時を図１０
（Ａ）に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪４
（入力軸）がスリップし、前輪４ａ（外輪）に対して後
輪４の回転が上回る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。
この回転数差が設定値以上になると電磁コイル３７に電
流が流れ、ツーウェイクラッチ３２がロックされ、前輪
４に動力が伝達される。

【００４０】次に、制御モードの前進定速走行、減速、
旋回時を図１０（Ｂ）に示す。定速走行時は前後輪間の
回転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイ
ル３７に電流は流れず、ツーウェイクラッチ３２はフリ
ーの状態にあり、前輪４に動力は伝達されない。

【００４１】また、エンジンブレーキによる減速時にお
いては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側の
回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。この時は
電磁コイル３７には電流を流さない制御となっているの
で、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態である。但
し、車両が前進している場合、「前輪回転数＞後輪回転
数」のような関係になった場合は、ワンウェイクラッチ
３５は噛み込む方向であるため、湿式多板クラッチ３６
のトルク（約３〜６ｋｇｆｍ）が減速トルクとして前輪
４に伝達される。この程度のトルクがあれば、雪道など
の滑りやすい路面での、エンジンブレーキによる後輪４
ａのスリップを防止できる。

【００４２】旋回時も同様に、「前輪回転数＞後輪回転
数」の関係が成り立つため、前後輪の間には、湿式多板
クラッチ３６のトルクによる前後輪の回転差を拘束する
力が発生するが、この程度の小さいトルクではタイトコ
ーナブレーキング現象は起こらない。

【００４３】制御モードでの後退加速時を図１１（Ａ）
に示す。滑りやすい路面の加速時には、前進時と同様
に、「前輪回転数＜後輪回転数」の関係が成り立つた
め、ツーウェイクラッチ３２はロックされ、前輪に動力
を伝達する。

【００４４】制御モードでの後退定速走行、減速、旋回
時を図１１（Ｂ）に示す。後退の定速走行時は、回転数
差が設定値に到達しないので、電磁コイル３７に電流は
流れず、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態にあ
り、前輪４に動力は伝達されない。

【００４５】後退時の、エンジンブレーキなどの減速に
おいては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側
の回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。入力軸
２１と湿式多板クラッチ３６の間のワンウェイクラッチ
３５は、入力軸２１が車両後退方向に回転しているとき
は、入力軸２１の回転が、外輪（湿式多板のアウタープ
レートが接続）の回転を下回ったときには空転するよう
に組み込まれているため、上記のような場合は、前輪４
に動力は伝達されない。したがって、制御モードでは、
車両の後退時に限り、エンジンブレーキトルクは前輪４
には配分されない。しかし、後退時にエンジンブレーキ
が必要となることは希であり、通常はフットブレーキが
併用されるため問題では無い。

【００４６】後退の旋回時は、エンジンブレーキ時と同
様の回転関係（「前輪回転数＞後輪回転数」）が起こ
り、回転方向は車両後退方向であるため、ツーウェイク
ラッチ３２もワンウェイクラッチ３５もフリーとなり、
前輪に動力を伝達せず、タイトコーナーブレーキングを
回避する。

【００４７】一方、アンチロックブレーキシステム（Ａ
ＢＳ）が作動した場合、ＡＢＳコントローラから作動信
号を検知して、回転伝達機構１２内の電磁コイル３７
に、一切の電流を流さないような制御とする。そうする
ことによって、ツーウェイクラッチ３２はフリーの状態
（図５）に保持されるため、ＡＢＳ作動時の前後輪間に
及ぼす動力循環は、湿式多板クラッチ３６の３〜６ｋｇ
ｆｍに抑えられる。これぐらいのトルク（抵抗力）が、
ＡＢＳの作動に与える影響は極僅かである。

【００４８】すなわち、制御モードにおいて、加速時に
は前進時も後退時もツーウェイクラッチ３２によって十
分な駆動力が伝達されるが、定速走行時、エンジンブレ
ーキ時、旋回時、ＡＢＳ作動時は前進時のみ、湿式多板
クラッチ３６のトルクが前輪４に伝達される。

【００４９】更に、その湿式多板クラッチ３６のトルク
はエンジンブレーキトルクを前輪にも配分するために充
分な大きさであり、かつ、タイトコーナブレーキングを
起こさない大きさに設定されている。

【００５０】なお、回転伝達機構１２において、この湿
式多板クラッチ３６を無くすことも可能であり、その場
合は、エンジンブレーキ作用時に後輪がスリップした場
合をセンサーで感知し、ツーウェイクラッチ３２をロッ
クさせるようにすれば良い。（以降の実施形態において
も同様である。）次に、図１２と図１３は回転伝達装置の第２の実施形態
を示している。この第２の実施形態の４ＷＤ車は２ＷＤ
選択時にフロントデフ９やプロペラシャフト５を停止さ
せるためのハブクラッチ等の断続装置が装備されていな
い場合である。コストを重視した４ＷＤ車に見られる。
回転伝達装置１１はこのような４ＷＤレイアウトにも対
応できる。図１３にトランスファの断面図を示す。第１
の実施形態と異なる点は、湿式多板クラッチ３６と入力
軸２１との間にワンウェイクラッチが必要無いことであ
る。回転伝達機構１２の制御と作動は第１の実施形態の
ものとほとんど同じであるため省略する。但し、２ＷＤ
モードでもフロント駆動系が停止せずに回転しているこ
とが第１の実施形態とは異なる。湿式多板クラッチ３６
が入力軸２１（後輪）と外輪２５（前輪）の間で、常に
摩擦トルクを伝達するため、２ＷＤモードでも湿式多板
クラッチ３６のトルクが前輪４に配分される。但し、加
速時のトルクとしては小さいのでほとんど２ＷＤ同等で
ある。

【００５１】図１４は回転伝達装置の第３の実施形態で
あるトランスファの断面図である。第１の実施形態では
２ＷＤモード時に車両後退時のみではあるが、フロント
ペラシャフト５を回転させてしまう。第３の実施形態で
はこの連れ回りを防止するために、フロントアウトプッ
トシャフト１７とフロントスプロケット１９との間に、
ドッグクラッチ５０を設け、運転者が２ＷＤを選択した
場合には、上記クラッチ５０を離脱させ、回転伝達機構
１２の湿式多板のクラッチ３６のトルクをフロントプロ
ペラシャフト５に全く伝達しないようにする。これによ
り、２ＷＤ時は前輪に一切のトルクを伝達しない。ま
た、第１の実施形態に対して第３の実施形態では内部の
ワンウェイクラッチは必要無くなる。

【００５２】４ＷＤ（ロックモード、制御モード）時
は、上記ドッグクラッチ５０は嵌合しており、作動、制
御内容は第２の実施形態と同じであるため省略する。

【００５３】次に、図１５は回転伝達装置の第４の実施
形態を示している。図１５の断面図のように、第１乃至
第３の実施形態において、回転伝達機構１２の外輪２５
に連結されたチェンスプロケット１８及び入力軸２１に
スプロケット５１、５２を形成し、ドライバーが４ＷＤ
ローギヤを選択した場合に、スライドギヤ１６を移動さ
せて、両者をスプロケット５１、５２に嵌合させる。こ
れにより、前輪４と後輪４ａの駆動系がこのスプロケッ
ト嵌合により直結されるため、ツーウェイクラッチ３２
を動力は通過しない。第１乃至第３の実施形態では、４
ＷＤロックモードでは回転伝達機構１２の電磁コイル３
７に電流を流し続ける必要があったが、この第４の実施
形態では動力が回転伝達装置を通過しないために電磁コ
イル３７に電流を流す必要が無く経済的である。

【００５４】なおかつ、この第４の実施形態では４ＷＤ
ローギヤが選択されると入力されるトルクが減速比分大
きくなるが、この時は回転伝達装置をその大トルクが通
過しないので、回転伝達装置の許容トルクは小さくて良
く、より軽量、コンパクトにすることができる。

【００５５】また、上記した第１乃至第４の各実施形態
に使用される、ツーウェイクラッチ３２の構造は、図１
６（Ａ）、（Ｂ）のように外輪２５に多角形のカム面２
７、内輪２２ａ側に円筒面２８をもった構造としてもよ
い。この時、電磁クラッチ３４の吸引力は保持器２９と
内輪２２ａ（図１６では内輪２２ａと入力軸２１を一体
にしている）を圧接することになる。更に、ツーウェイ
クラッチ３２は、ローラ３１に代えてスプラグを用いた
ものを採用してもよい。

【００５６】ここで、上記した第１乃至第４の各実施形
態における回転伝達装置１１は、入力軸２１と出力外輪
２５との間にツーウェイクラッチ３２に並列に湿式多板
クラッチ３６を付加し、車両が通常一定速走行中は後輪
駆動（２ＷＤ）状態である。

【００５７】また、車両が加速した場合、後輪のスリッ
プを感知すると電磁クラッチ３４に電流が流れ、ツーウ
ェイクラッチ３２がロックされ４ＷＤとなり、かつ、低
μ路で急なエンジンブレーキを掛けた場合、エンジンブ
レーキの減速トルクはツーウェイクラッチ３２を通ら
ず、湿式多板クラッチ３５を通じて前輪４にも適度に配
分される構成となっている。

【００５８】ところが、この湿式多板クラッチ３６は弾
性部材によって、常時、一定に押圧されているため摩擦
面に潤滑油が入り難く、耐久性が低く、また、この定圧
式湿式多板クラッチ３６は、車両が旋回中にも前後輪間
に引きずり抵抗を作用させるため、ステアリングが重く
なり、振動を起こすことがあり、さらに、湿式多板クラ
ッチ３６はこの回転伝達装置の軸方向に長さをとる。

【００５９】そこで、図１７乃至図２６に示す第５の実
施形態は、前記第１乃至第４の各実施形態における回転
伝達装置１１の湿式多板クラッチ３６を排除し、湿式多
板クラッチ３６の役目であったエンジンブレーキによる
減速トルクの前輪４側への分配機能を、ツーウェイクラ
ッチ３２を電気的な制御によりロックさせることによっ
て代替した、シンプル、コンパクトで廉価な回転伝達装
置である。

【００６０】図１７はこの第５の実施形態の回転伝達機
構１２を組込んだＦＲベース４ＷＤ駆動レイアウト、図
１８はこの回転伝達装置であるトランスファの断面図、
図１９は同上の詳細図であり、具体的には、図２と図３
で示した第１の実施形態の外輪２５内から湿式多板クラ
ッチ３６を排除した以外は、機構的にほとんど同等であ
り、この回転伝達装置１１は、典型的なパートタイム４
輪駆動車の走行モード（２ＷＤ、４ＷＤ−Ｈｉ、４ＷＤ
−Ｌｏ）に加えて、本装置による４ＷＤ制御モードおよ
び４ＷＤロックモードが追加される。

【００６１】図１８のように、トランスミッションから
の出力はハイ・ローセレクトギヤ１４を通って、リヤプ
ロペラシャフト６に伸びている。ハイ・ローセレクトギ
ヤ１４は既知の技術であり、プラネタリギヤから成り、
ハイギヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを
伝達し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、ト
ルクは増大する。

【００６２】このリヤプロペラシャフト６に通じる軸は
回転伝達装置の入力軸２１となる。回転伝達装置の外輪
２５は、動力を前輪へ分岐するためのチェーン用スプロ
ケット１８にセレーション２６にて結合されている。
尚、このスプロケット１８は入力軸２１に対して回転自
在に嵌合されている。

【００６３】この回転伝達装置のカムリング２２は入力
軸２１とセレーションによって固定され、外輪２５との
間に保持器２９、ローラ３１を設け、ツーウェイクラッ
チ３２を構成している。

【００６４】図１９のように、電磁コイル３７はトラン
スファケース３８にボルト３９等で回転不可能に固定さ
れ、電磁コイル３７の電極はトランスファケース３８を
通して外部コントローラ４０（ＥＣＵ）に接続される。

【００６５】ＥＣＵは、図１７のように前後回転数、モ
ード選択スイッチ４１、ＡＢＳ作動信号４２等から入力
された各信号を演算および判断して、回転伝達装置の電
磁コイル３７に流す電流を制御する。

【００６６】まず、回転伝達装置を組み込んだトランス
ファの２ＷＤモードを説明する。図２０に回転伝達装置
の原理と２ＷＤ時の動力の伝達経路を示す。トランスミ
ッションからの動力は、Ｈｉレンジのギヤを通過し、回
転伝達装置の入力軸２１に入力される。

【００６７】また、別途設けられたモード選択スイッチ
４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コイル
３７に電流は流れないようになっており、ツーウェイク
ラッチ３２部は図５で示したようにニュートラル状態に
保持されるため、入力軸２１と外輪２５は切り離され
る。

【００６８】従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には
動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードで
は前記ハブクラッチ１０の接続が切れているため、図２
１のように車両走行中でもフロントプロペラシャフト
５、フロントデフ９、ドライブシャフト８を停止させる
ことができ燃費経済的な走行ができる。

【００６９】次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモード
時の動力伝達経路を図２２（Ａ）に示す。回転伝達装置
は、別途設けられたモード選択スイッチ４１のロックモ
ードが選択されると、電磁コイルに電流が常時流れて、
ツーウェイクラッチ３２を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態に
保持する。この図８（Ａ）、（Ｂ）の状態は、保持器２
９と外輪２５が電磁コイル３７の吸引力によりアマチュ
ア４６を介して摩擦抵抗を受けるため、入力軸２１と外
輪２５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方向
に噛み込むようになっている。したがって、トランスミ
ッションからハイ・ローセレクトのＨｉレンジギヤを通
過してきた動力は、回転伝達装置のツーウェイクラッチ
３２部によって、前輪側にも配分され、機械的に直結な
４ＷＤとして走行できる。

【００７０】次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモード
について、図２２（Ｂ）に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏ
レンジギヤを通過する以外、上記Ｈｉレンジのロックモ
ードと回転伝達装置の作動は同じである。

【００７１】次に、制御モードについて説明する。制御
モードはＨｉレンジギヤを通過した動力が回転伝達装置
の入力軸２１に入力される。

【００７２】まず、制御モードの加速時を図２３（Ａ）
に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪（入力軸）
がスリップし、前輪（外輪）に対して後輪の回転が上回
る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。この回転数差が設
定値以上になると電磁コイル３７に電流が流れ、ツーウ
ェイクラッチ３２がロックされ、前輪に動力が伝達され
る。

【００７３】次に、制御モードの定速走行時、および旋
回時を図２３（Ｂ）に示す。定速走行時は前後輪間の回
転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイル
３７に電流は流れずツーウェイクラッチ３２はフリーの
状態にあり、前輪に動力は伝達されない。

【００７４】次に、エンジンブレーキが作用した場合に
ついて説明する。車両にエンジンブレーキが加わった場
合、エンジンブレーキのトルクは回転伝達装置の入力軸
２１を介して後輪側に直接伝達される。路面がアスファ
ルト等の高μ路であれば、エンジンブレーキのような比
較的弱いトルクでは後輪はスリップしない。したがっ
て、この状況では電磁クラッチ３４に電流を流さない制
御になっている（図２４（Ａ））。したがって、高μ路
でのエンジンブレーキ時はツーウェイクラッチ３２がロ
ックすることが無く、タイトコーナブレーキを起こすこ
とはない。

【００７５】一方、雪道等の低μ路ではエンジンブレー
キトルクだけでも後輪がスリップすることが有り、後輪
は急激に減速しようとする。回転伝達装置はこのとき電
磁クラッチ３４に電流を流し、ツーウェイクラッチ３２
をロックさせ、後輪のスリップを防ぎ、前輪４にもエン
ジンブレーキトルクを配分することができる（図２４
（Ｂ））。

【００７６】図２５にエンジンブレーキ時の制御のフロ
ーチャートを示す。この制御方法は前輪（外輪側）と後
輪（入力軸側）の回転数の微分値を演算し、後輪が減速
方向にスリップし、その減速度（後輪微分値）が前輪の
減速度（前輪微分値）を上回り、設定値に達した時、ツ
ーウェイクラッチ３２をロックせさ、４ＷＤにさせるも
のである。

【００７７】このことを式に表すと、下記のようにな
る。

【００７８】｜ｄＶ_R／ｄｔ−ｄＶ_F／ｄｔ｜＞Ｄ₁ Ｖ_R：後輪回転速度Ｖ_F：前輪回転速度Ｄ₁：設定値図２６（Ａ）から（Ｄ）に高μ路の場合と低μ路の場合
のエンジンブレーキ時の回転速度波形とその前後輪回転
速度微分値（減速度）を示す。低μ路の場合の後輪だけ
の減速スリップによって後輪微分値が大きくなり、設定
値を上回ることによって、電磁クラッチ３４に電流が流
れ、４ＷＤとなる。高μ路ではエンジンブレーキによる
スリップがほとんどないため電流は流れず２ＷＤのまま
である。

【００７９】なお、ツーウェイクラッチ３４部の構造
は、図１６（Ｂ）で示したように外輪に多角形のカム
面、内輪側に円筒面をもった構造としてもよい。この
時、電磁クラッチの吸引力は保持器と内輪（図では内輪
と入力軸を一体にしている）を圧接することになる。

【００８０】また、第１乃至第５の各実施形態では、外
輪２５を出力側（前輪）としているが、逆に、外輪２５
を入力軸に結合し、外輪からエンジン動力を入力させ、
内輪側をチェーンスプロケットに結合してもよい。

【００８１】更に、回転伝達装置をフロントアウトプッ
トシャフト１７とフロントスプロケット１９間の動力の
断続に用いるような位置に装着することも本発明の範疇
である。

【００８２】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、回転
伝達機構をトランスファ内に組み込むことによって、フ
ロントプロペラシャフトに必要以上の角度がつくことも
なく、走行中の振動も低減される。

【００８３】また、回転伝達装置を利用して、２ＷＤ、
ＬＯＣＫ、制御モードを選択利用でき、運転者が選択で
きる駆動モードを増やすことができる。

【００８４】また、制御モードでは、舗装路等の高μ路
から雪道等の低μ路にいたるまで、自動的に回転伝達装
置が２ＷＤ、４ＷＤを切替えるため、路面状況に応じた
快適で安全な走行が可能となる。

【００８５】更に請求項４は、後輪のスリップを感知す
ることによりエンジンブレーキトルクまでも必要に応じ
てツーウェイクラッチをロックさせることによって全輪
に配分でき、これによって湿式多板クラッチの併用が省
け、回転伝達装置を軽量コンパクト化、低コスト化する
ことができ、湿式多板クラッチによるステアリングへの
影響も無くなり、高μ路、低μ路を問わずスムーズな走
行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の回転伝達装置を組
込んだ４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図

【図２】回転伝達装置を組込んだトランスファの断面図

【図３】（Ａ）は同上における要部の拡大断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図４】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す２ＷＤ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく２ＷＤ後退
時の説明図

【図５】ツーウェイクラッチのニュートラル状態を示す
要部の拡大断面図

【図６】４ＷＤ駆動車の２ＷＤ走行時を示す平面図

【図７】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す４ＷＤ−Ｈｉ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく４Ｗ
Ｄ−Ｈｉ後退時の説明図

【図８】（Ａ）と（Ｂ）はツーウェイクラッチのロック
状態を示す拡大断面図

【図９】（Ａ）は４ＷＤ−Ｌｏ前進時の動力伝達経路を
示す説明図、（Ｂ）は同じく４ＷＤ−Ｌｏ後退時の動力
伝達経路を示す説明図

【図１０】（Ａ）４ＷＤ制御モード前進加速時の動力伝
達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード前進減
速時の動力伝達経路を示す説明図

【図１１】（Ａ）は４ＷＤ制御モード後退加速時の動力
伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は同４ＷＤ制御モード後
退減速時の動力伝達経路を示す説明図

【図１２】回転伝達装置の第２の実施形態を組込んだ４
ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図

【図１３】同上のトランスファを示す断面図

【図１４】回転伝達装置の第３の実施形態を示すトラン
スファの断面図

【図１５】回転伝達装置の第４の実施形態を示すトラン
スファの断面図

【図１６】（Ａ）は回転伝達装置のツーウェイクラッチ
の他の実施形態を示す要部の拡大断面図、（Ｂ）は図１
６の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図１７】第５の実施形態を組込んだ４ＷＤ駆動車のレ
イアウトを示す平面図

【図１８】同上の回転伝達装置を組込んだトランスファ
の断面図

【図１９】同上における要部の拡大断面図

【図２０】同じく回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す２ＷＤ時の説明図

【図２１】２ＷＤ走行時のレイアウトを示す平面図

【図２２】（Ａ）は４ＷＤ−Ｈｉ時の動力伝達経路を示
す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ−Ｌｏ時の動力伝達経路を示
す説明図

【図２３】（Ａ）は４ＷＤ制御モード加速時の動力伝達
経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード定速、旋
回時の動力伝達経路を示す説明図

【図２４】（Ａ）は４ＷＤ制御モードエンジンブレーキ
時の高μ路での動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４
ＷＤ制御モードエンジンブレーキ時の低μ路での動力伝
達経路を示す説明図

【図２５】エンジンブレーキ作用時のロック制御を示す
フローチャート図

【図２６】（Ａ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車
輪速度、（Ｂ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車輪
速度微分値の差、（Ｃ）は低μ路でのエンジンブレーキ
時の車輪速度、（Ｄ）は低μ路でのエンジンブレーキ時
の車輪速度微分値の差を各々示す説明図

【図２７】従来の回転伝達装置における車両装着実施形
態を示す平面図

【符号の説明】

３トランスファ４前輪５フロントプロペラシャフト１１回転伝達装置１２回転伝達機構１３シャフト１４ハイ・ローセレクトギヤ１７フロントアウトプットシャフト１８、１９チェン用スプロケット２０サイレントチェン２１入力軸２２カムリング２４ハウジング２５外輪２７カム面２８円筒面２９保持器３０ポケット３１ローラ３２ツーウェイクラッチ３３スイッチバネ３４電磁クラッチ３５ワンウェイクラッチ３６湿式多板クラッチ３７電磁コイル３８トランスファケース４５ロータ４６アマチュア４７インナープレート４８アウタープレート４９押圧バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスミッションからの出力を内部の
入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪推
進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの４ＷＤ車用トラン
スファの内部に、入力軸と前輪推進軸の回転伝達と遮断
を行うツーウェイクラッチと、ツーウェイクラッチのロ
ックとフリーを制御する電磁コイルとを有し、２ＷＤと
４ＷＤの切換えを行う回転伝達機構を組込んだ回転伝達
装置。
【請求項２】回転伝達機構が、トランスファ内部の入
力軸に内方部材を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に
同軸上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに外輪
を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に
複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間
を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に
形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子
がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持
付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材
または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成
し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、
保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対
回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して
重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力によ
り圧接させるための電磁コイルを設けて形成されている
請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項３】回転伝達機構が、トランスファ内部の入
力軸に外輪を同軸上に回転不能に連結し、入力軸に同軸
上回転可能に嵌合されたチェンスプロケットに内方部材
を同軸上に回転不能に連結し、内方部材と外輪の一方に
複数のカム面と他方に円筒面を設けて両面間に楔形空間
を形成し、この楔形空間内に保持器を設け、該保持器に
形成した複数のポケットに係合子を組込み、この係合子
がカム面と円筒面に係合しない中立位置へ保持器を支持
付勢する弾性部材を、保持器とカム面を有する内方部材
または外輪の間で係止してツーウェイクラッチを形成
し、外輪または内方部材に固定された摩擦フランジと、
保持器の端部に該保持器と軸方向にスライド可能で相対
回転不可能に嵌合したアマチュアを適当な隙間を介して
重ね合わせ、その摩擦フランジとアマチュアを磁力によ
り圧接させるための電磁コイルを設けて形成されている
請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項４】前記回転伝達機構において、車両がエン
ジンブレーキによって減速するとき、後輪回転数と前輪
回転数を各々微分演算し、その微分値の差の大きさに応
じて電磁コイルの電流を制御することを特徴とする請求
項１乃至３の何れかに記載の回転伝達装置。
【請求項５】前記回転伝達機構のツーウェイクラッチ
に並列に、内方部材または入力軸と外輪との間に、両者
にそれぞれ回転不能に嵌合された摩擦板を交互に重ね合
わせ、適当な摩擦トルクを加える湿式多板クラッチを設
けた請求項１、２、３の何れかに記載の回転伝達装置。
【請求項６】湿式多板クラッチにおいて、摩擦板を内
方部材または入力軸にワンウェイクラッチを介して嵌合
させ、このワンウェイクラッチを、内方部材または入力
軸が外輪に対して、車両の前進方向に対応する向きに相
対回転するとき空転するように形成した請求項５記載の
回転伝達装置。
【請求項７】請求項５記載の回転伝達機構を組込んだ
トランスファにおいて、２ＷＤ走行を選択した場合に、
前輪の駆動系を完全に切り離すために、前輪推進軸に連
結されたアウトプットシャフトとアウトプットシャフト
に同軸上に回転可能に嵌合されたチェーンの出力側スプ
ロケットとの間にドッグクラッチを設けた請求項５記載
の回転伝達装置。
【請求項８】請求項５記載の回転伝達機構を組み込ん
だトランスファにおいて、２ＷＤ走行を選択した場合
に、前輪の駆動系を切り離すために、外輪とチェーン入
力側スプロケットとの間にドッグクラッチを設けた請求
項５に記載の回転伝達装置。
【請求項９】請求項１乃至８の何れかに記載の回転伝
達機構を組み込んだトランスファにおいて、入力軸と、
入力軸に同軸上で相対回転可能なチェーン入力側スプロ
ケットとの間の連結を断続可能にするスライドギヤを設
けたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の
回転伝達装置。
【請求項１０】前記回転伝達機構において、車両の前
後車輪または前後推進軸の回転数をセンサーで測定し、
それらの回転数差または回転数変化に応じて電磁コイル
の電流を制御することを特徴とする請求項１乃至３及び
５乃至９の何れかに記載の回転伝達装置。